BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang - Pengaruh Abu Sekam Padi Dan Abu Boiler Kelapa Sawit Sebagai Campuran Terhadap Kekuatan Beton
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Beton adalah bahanbangunan yang paling luas dipakai di dunia.
3 Produksinya secara global berkisar 4 milyar m setahunnya, dengan semen sekitar
1,25 milyar ton setahun (Nugraha dan Antoni, 2007). Beton merupakan campuran dari semen agregat halus dan kasar, pasir serta air, dengan adanya rongga-rongga udara. Sebagai material komposit sifat beton sangat bergantung pada interaksi antara material pembentuknya. Semen adalah unsur kunci dalam beton, meskipun jumlahnya hanya 7-15 % dari campuran.
Menurut data dari Portland Cement Association dalam Nugraha dan Antoni (2007) negara produsen semen terbesar didunia saat ini adalah Cina, disusul Jepang dan Amerika Serikat. Pabrik semen pertama di Indonesia mulai beroperasi pada tahun 1911, dengan kapasitas 22,9 ton/tahunnya. Dalam setahun terakhir, permintaan semen di Indonesia meningkat tajam. Bahkan harus diimpor dari luar Indonesia. Kondisi itu menunjukkan perekonomian Indonesia mengalami peningkatan dengan meningkatnya sektor pembangunan. Ketua Umum Asosiasi Semen Indonesia (ASI) Urip Timuryono mengatakan umumnya impor semen dilakukan dalam bentuk klinker atau bahan baku semen. Impor itu dilakukan oleh pabrik-pabrik semen di luar Jawa untuk memenuhi kenaikan permintaan semen
Saat ini sembilan produsen semen yang beroperasi di Indonesia terdiri dari 5 perusahaan milik pemerintah, yaitu Semen Gresik Group (SGG) yang menguasai sekitar 45% pangsa pasar semen, serta 4 perusahaan lainnya milik swasta, yaitu Indocement yang menguasai 30% pangsa pasar, Holcim Indonesia yang menguasai 15% pangsa pasar, dan produsen semen lainnya yang terbagi atas Semen Andalas, Semen Baturaja, Semen Bosowa, dan Semen Kupang, menguasai 10% pangsa pasar secara total. Dilihat dari penguasaan pangsa pasar tersebut, terdapat dua pelaku usaha yang mempunyai pangsa pasar sebagai market leader, yaitu SGG dan Holcim (Sutiyono, 2009).
Semen Portland mulai dikenal pada tahun 1824, yang ditemukan oleh Joseph Aspdin yang diperoleh dari pembakaran tanah liat dan batu kapur, yang kemudian dia sebut semen portland. Dinamai begitu karena warna dan kekuatan hasil akhir olahannya mirip batu kuasiInggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyak dipajang di toko-toko bangunan.
Dari 1880 hingga 1996, konsumsi semen Portland tahunan dunia meningkat dari 2 juta ton menjadi 1,3 milliar ton. Karena permintaan akibat pembangunan di banyak negara maka harga semen pun turut meningkat, hal ini mendorong penyelidikan menggunakan bahan campur (additive) dan bahan tambah (admixture) seperti Abu Sekam Padi yang mampu menurunkan cost pengeluaran, juga merupakan material yang lebih ringan karena mengurangi biaya ‘cerucok’ serta merupakan semen baru dengan ciri-ciri khusus atau spesial.
Penggunaan bahan pengganti sebagian semen (SCM) melalui komposisi campuran yang inovatif akan mengurangi jumlah semen yang digunakan sehingga dapat mengurangi emisi gas-gas rumah kaca dan penggunaan konsumsi energi fosil bumi pada industri semen (Bakri, 2009).Penggunaan perekat atau matriks keramik atau anorganik untuk serat alami mulai dikembangkan di berbagai negara termasuk penggunaan serat alami Abu Sekam Padi dan Abu Boiler Kelapa Sawit. Mortar yang menggunakan Abu Boiler Kelapa Sawit yang berasal dari Malaysia (Salihuddin, 1993, dalam Muhardi, dkk, 2004) dan Thailand (Hussin, 1997 dalam Muhardi dkk, 2004) sebagai pengganti sebagian semen menunjukkan bahwa kuat Beton ringan mungkin dapat dibuat dari Abu Sekam Padi karena sifat serat Abu Sekam Padi pada campuran beton dapat mengurangi kerapatan beton (Jauberthie
et al ., 2000).
Abu Sekam Padi merupakan residu pertanian dari proses penggilingan
padi. BPS (2011) melaporkan bahwa produksi padi tahun 2011 berdasarkan
ARAM I‐2011 diperkirakan sebesar 67,31 juta ton GKG naik 895,86 ribu ton (1,35 persen) dibanding tahun 2010 sebesar 66,41 juta ton GKG. Sekitar 20 %
dari total produksi menghasilkan abu Sekam(Maura, et. al., 2009). Hal ini berarti
bahwa Indonesia menghasilkan 13.462 ton Abu Sekam Padi pada tahun 2011.Sumatera utara memiliki lahan perkebunan Abu Boiler Kelapa Sawit
seluas ± 855.333,00 Ha, dengan total produksi ± 12.070.507,81 (TBS)
(Departemen pertanian, 2012). Penggunaan Abu Sekam Padi pada komposit
semen dapat memberikan beberapa keuntungan seperti meningkatkan kekuatan
dan ketahanan, mengurangi biaya bahan, mengurangi dampak lingkungan limbah bahan, dan mengurangi emisi CO (Bui, et. al., 2005). Dengan penambahan Abu2 Boiler Kelapa Sawit dalam persentase tertentu dari berat semen diharapkan dapat
meningkatkan kwalitas mortar, yaitu dapat menghasilkan kuat tekan dan serapan air yang baik, serta dapat mengurangi dampak negatif limbah Abu Boiler Kelapa Sawitterhadap lingkungan.
Pembakaran Abu Sekam Padi dengan metode konvensional seperti
3 fluidisel bed combustors menghasilkan emisi CO antara 200-2000 mg/Nm dan
3 emisi NO x antara 200-300 mg/Nm (Armesto et al., 2002 dalam Xie et.al. 2007).
Metode pembakaran Abu Sekam Padi yang dikembangkan oleh COGEN-AIT mampu mengurangi potensi emisi CO 2 sebesar 14.762 ton, CH 4 sebesar 74 ton dan NO sebesar 0,16 ton pertahun dari pembakaran Abu Sekam Padi sebesar
2 34.919 ton pertahun (Mathias, 2000).
Abu Sekam Padi merupakan bahan berlignosellulosa seperti biomassa lainnya namun mengandung silika yang tinggi. Silika Abu Sekam Padi dalam
bentuk kristalin (quartz dan opal) dan amorf terkonsentrasi pada permukaan luar
dan sedikit dipermukaan dalam (Bakri dan Baharuddin, 2009). Kandungan kimia
(Ismail dan Waliuddin, 1996). Porositas Abu Sekam Padi yang sangat tinggi
menyebabkan Abu Sekam Padi dapat menyerap air dalam jumlah banyak
(Kaboosi, 2007).Reaktifitas antara silika dalam Abu Sekam Padi dengan Kalsium
hidroksida dalam pasta semen dapat berpengaruh dalam peningkatan mutu beton
(Harsono, 2002). Abu Samah (1985) dan Asri (1990) dalam Zakaria (1991),
menyatakan bahwa semen yang dicampur Abu Sekam Padi bukan saja
memberikan kekuatan yang sebanding dengan semen biasa, tetapi juga
mempunyai ketahanan terhadap serangan bahan-bahan kimia seperti SO4 , HCl dan serangan air laut. Habeeb and Fayyadh (2009) melaporkan peningkatan
kehalusan Abu Sekam Padi akan meningkatkan kekuatan campuran beton, ini
karena peningkatan aktivitas pozzolanik dan karena Abu Sekam Padi bertindak sebagai mikrofiller dalam matriks beton.Abu Boiler Kelapa Sawit bakar abu merupakan limbah agro-akibat pembakaran residu minyak sawit pabrik Abu Boiler Kelapa Sawit industri.
Malaysia, Indonesia dan Thailand adalah utama produsen minyak sawit, yang
merupakan kas pertanian terkemuka tanaman di negara-negara tropis (Safiuddin,et.al.,2010). Setelah pembakaran, abu yang dihasilkan, yang dikenal sebagai
POFA (Palm oil Fuel Ash), umumnya dibuang di lapangan terbuka, sehingga
menciptakan masalah lingkungan dan kesehatan. Dalam rangka untuk mencari
solusi untuk masalah ini, beberapa studi telah dilakukan untuk memeriksa
kelayakan menggunakan POFA dalam konstruksi bahan.Untuk membantu pembuangan limbah dan pemulihan energi,cangkang dan serat ini digunakan lagi sebagai bahan bakar untuk menghasilkan uap pada penggilingan minyak sawit. Setelah pembakaran dalam ketel uap, akan dihasilkan 5% abu (oil palm ashes) dengan ukuran butiran yang halus. Abu hasil pembakaran ini biasanya dibuang dekat pabrik sebagai limbah padat dan tidak dimanfaatkan.
Abu Boiler Kelapa Sawit dari sisa pembakaran cangkang dan serabut buah Abu Boiler Kelapa Sawit mengandung unsur kimia Silika (SiO2) sebanyak 31,45 % dan unsur Kapur (CaO) sebanyak 15,2 %. Jika unsur silika (SiO2) ditambahkan dengan campuran beton, maka unsur silika tersebut akan bereaksi dengan kapur Gel CSH merupakan unsur utama yang mempengaruhi kekuatan pasta semen dan kekuatan beton.
Komposisi campuran Abu Sekam Padi dan Abu Boiler Kelapa Sawit dalam beton yang tepat diperlukan untuk memperoleh kekuatan beton yang maksimal. Penelitian ini diharapkan dapat :
1. Menjadikan Abu Sekam Padi dan Abu Boiler Kelapa Sawit sebagai bahan pengganti sebagian semen yang digunakan sebagai campuran beton
2. Diperoleh nilai komposisi konsentrasi Abu Sekam Padi dan Abu Boiler Kelapa Sawit pada camburan beton yang memiliki kekuatan beton terbaik.
3. Mencari jumlah Abu Sekam Padi dan Abu Boiler Kelapa Sawit yang optimum untuk digunakan, sehingga dihasilkan beton dengan kualitas yang baik.
1.2. Permasalahan Dasar
Beton dapat dibuat dengan berbagai macam mutu. Mutu beton dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain perbandingan semen/air, jenis semen yang digunakan, ada atau tidaknya bahan tambahan, agregat yang digunakan, kelembaban, suhu, pengeringan, umur beton dan kecepatan pembebanan. Penggunaan Abu Sekam Padi dan Abu Boiler Kelapa Sawit pada beton akan mempengaruhi fungsi air untuk agregat dan semen, air yang semula untuk pelumas akan berubah fungsi karena diserap oleh Abu Sekam Padi. Hal ini akan mengakibatkan turunnya FAS (faktor Air Semen), yang mengakibatkan peningkatan kuat tekannya. Namun FAS yang terlalu rendah justru akan memberikan kesulitan dalam pemadatan beton. Umumnya nilai FAS minimum yang diberikan berkisar antara 0.4-0.65 (Mulyono, 2004). Oleh sebab itu diperlukan suatu komposisi yang ideal dalam campuran beton.
Al khalafand Yousif(1984)melaporkan bahwa sampai denganpenggantian40% semen dengan Abu Sekam Padi dapat dibuatdengan tidak ada perubahansignifikan dalamkuat tekandibandingkan dengancampurancontrol (beton tanpa Abu Sekam Padi). Lebih lanjut Rashid et.al. (2010) menyatakan sampai dengan 20%.
Mortar yang menggunakan Abu Boiler Kelapa Sawit yang berasal dari Malaysia sebagai pengganti sebagian semen menghasilkan kuat tekan maksimum pada penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit 20 % (Salihuddin, 1993, dalam Muhardi, dkk, 2004). Campuran mortar dengan Abu Boiler Kelapa Sawit yang berasal dari Thailand menunjukkan bahwa kuat tekan maksimum diperoleh pada kadarAbu Boiler Kelapa Sawit 30 % (Hussin, 1997 dalam Muhardi dkk, 2004).
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini dapat dijabarkan sebagai berikut :
1. Bagaimana pengaruh penambahan Abu Sekam Padi dan melalui penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit terhadap peningkatan mutu dan komposisi beton
2. Bagaimanapengaruh penambahan Abu Sekam Padi dan melalui penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit terhadap sifat fisikal seperti kekuatan tekan dan Modulus Elastisitas
3. Bagaimana pengaruh penambahan Abu Sekam Padi dan melalui penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit terhadap penyerapan air
1.4. Tujuan Penelitian
Objektifitas penelitian ini adalah mencari komposisi yang ideal dalam meningkatkan mutu beton melalui penambahan Abu Sekam Padi dalam material penyusunnya. Adapun ruang lingkup penelitian yang akan dilakukan adalah :
1. Untuk mengetahui pengaruh penambahan Abu Sekam Padi dan melalui penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit terhadap peningkatan mutu dan komposisi beton
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan Abu Sekam Padi dan melalui penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit terhadap sifat fisikal seperti
3. Untuk mengetahui pengaruh penambahan Abu Sekam Padi dan melalui penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit terhadap penyerapan air
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat hasil penelitian ini adalah : Pemanfaatan limbah pertanian berupa Abu Sekam Padi dan Abu Boiler Kelapa Sawit sebagai bahan pengganti campuran Semen pada beton
1. Mendapatkan komposisis ideal penambahan Abu Sekam Padi dalam beton
2. Mendapatkan komposisis ideal penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit dalam beton
3. Meningkatkan mutu beton melalui penambahan Abu Sekam Padi
4. Meningkatkan mutu beton melalui penambahan Abu Boiler Kelapa Sawit
5. Menyelidiki Kekuatan tekan dan Modulus Elastisitas beton yang diberi campuran Abu Sekam Padi
6. Menyelidiki Kekuatan tekan dan Modulus Elastisitasbeton yang diberi campuran Abu Boiler Kelapa Sawit
7. Menyelidiki penyerapan air pada beton yang diberi campuran Abu Sekam Padi
8. Menyelidiki penyerapan air pada beton yang diberi campuran Abu Boiler Kelapa Sawit